水產(chǎn)養(yǎng)殖投餌機發(fā)展現(xiàn)狀分析

1、水產(chǎn)養(yǎng)殖投餌機發(fā)展現(xiàn)狀分析摘要：隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，自動投餌機在國內(nèi) 外都獲得了廣泛的應(yīng)用。我國投餌機對比國外先進投餌裝置 在系統(tǒng)化、自動化、精確度等方面仍有所欠缺。本文針對我 國投餌機的發(fā)展歷程，并圍繞投餌機的應(yīng)用特點，對投餌機 發(fā)展進行介紹，同時列舉國內(nèi)外的新型投餌機研究成果，借 此展望投餌機在未來的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：投餌機；水產(chǎn)養(yǎng)殖；自動投飼；智能控制改革開放以來，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛。隨著養(yǎng)殖規(guī) 模的擴大，人工投飼的不足逐漸凸顯出來，例如工作量大、 效率低、拋撒不均勻，而且受人體力、環(huán)境、天氣等因素影 響大等。這些因素影響?zhàn)B殖對象的正常生長，增加了養(yǎng)殖成 本1。因此，大力推廣自

2、動投餌機的使用是解放養(yǎng)殖者 勞動力、節(jié)省時間、減少飼料浪費、提高經(jīng)濟效益的重要舉 措。國內(nèi)投餌機的研發(fā)始于上世紀(jì)80年代，隨即被投入使 用2。到9 0年代中期以后，養(yǎng)殖戶逐漸認(rèn)識到使用魚 塘投餌機可以提高飼料利用率，產(chǎn)銷量才開始大幅度提高。 當(dāng)前國內(nèi)大部分的投餌機智能化程度較低，主要是以機械化 取代人工投飼。相對而言，國外在自動投飼領(lǐng)域發(fā)展水平較 高，許多國家都有較為完善的智能化投飼系統(tǒng)】3 6, 自動投餌機作為系統(tǒng)中的一個單元，受中央控制系統(tǒng)操控， 基本實現(xiàn)系統(tǒng)化、精確化、智能化，如圖1所示。1我國投餌機發(fā)展現(xiàn)狀我國水產(chǎn)行業(yè)規(guī)模巨大，是世界上第一水產(chǎn)養(yǎng)殖大國， 可對比于國外的養(yǎng)殖設(shè)施水平，我

3、國的水產(chǎn)行業(yè)發(fā)展卻相對 滯后，自動化程度較低，尤其體現(xiàn)在投飼方面。多年來，我 國對于自動投飼的研究從未止步，并取得一定的成果，成功 研發(fā)了一些高端自動投餌裝備，見圖2。21世紀(jì)初期，我 國投餌機的年產(chǎn)量已經(jīng)達到16萬臺，產(chǎn)量僅次于增氧機。 到如今，自動投餌機在我國已被廣泛使用于水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)， 根據(jù)其應(yīng)用環(huán)境、投料形式、動力來源的不同可分為多種類 型。在各類自動投餌機中，以池塘投餌機的應(yīng)用最為廣泛。 首臺池塘自動投餌機由中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機械儀器 研究所在1 9 7 8年研制成功2。我國大部分的池塘投 餌機采用拋灑投喂，根據(jù)池塘大小，其拋撒范圍在105 0m2 7，每臺使用的面積約0. 33

4、1hm28。 池塘投餌機雖然初步做到定時定量，然而飼料拋灑不均勻， 拋灑面積有限，無法做到精確投喂，不但會導(dǎo)致飼料浪費和 水質(zhì)污染還會對池塘內(nèi)養(yǎng)殖對象的平均長速存在一定影響。 對于其它養(yǎng)殖環(huán)境，還有網(wǎng)箱投餌機與室內(nèi)工廠化投餌機等 類型的自動投餌機。網(wǎng)箱投餌機又根據(jù)網(wǎng)箱使用狀況的不同 分為水面網(wǎng)箱投餌機與深水網(wǎng)箱投餌機，此類投餌機由河南 省水產(chǎn)科學(xué)研究院發(fā)明并申請專利9。網(wǎng)箱投餌機直接 將飼料拋撒在2 5m2 （長5mX寬5 m）的網(wǎng)箱水面中央， 拋撒面積約在2.83.2m210 。養(yǎng)殖時，網(wǎng)箱 周邊飼料會隨著水流涌出造成浪費，因此網(wǎng)箱投餌機的投飼 區(qū)域需位于網(wǎng)箱中央且投飼面積不能過大，安裝方式

5、可選擇 懸掛于網(wǎng)箱上方，但需考慮抗風(fēng)浪能力及穩(wěn)定性。室內(nèi)工廠 化投餌機11 一般用于用于工廠化養(yǎng)魚和溫室養(yǎng)魚，這 種投餌機每次拋撒的飼料數(shù)量不多，但很均勻精確，一般拋 撒面積在0 .81.2m2。此類投餌機可以聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控， 實現(xiàn)遠距離的自動化管理。其養(yǎng)殖成本較高，但可以實現(xiàn)精 確投喂和魚類生長狀況的實時反饋，這類智能投餌機是目前 智能控制投飼系統(tǒng)的縮影。除了適用于不同養(yǎng)殖環(huán)境的自動 投餌機，還有采取不同投料方式的離心式投餌機、風(fēng)送式投 餌機12、下落式投餌機，以及采用不同動力源的電力 投餌機7、太陽能投餌機13、內(nèi)燃機投餌機7 等等。以上各種類型自動投餌機均適應(yīng)不同的養(yǎng)殖環(huán)境與養(yǎng) 殖對象，極大提

6、高了養(yǎng)殖效率，但基本上都存在一定的缺陷， 例如智能化程度低、精度不足、受天氣環(huán)境因素影響大、存 在一定安全隱患等等。當(dāng)前自動投餌機種類按照不同的分類 方法分為多種類別，如圖3所示。對比于傳統(tǒng)的人工投飼， 自動投餌機在我國的使用已相對廣泛，解決了費時、費工、 勞動強度大、浪費飼料等諸多弊端，可仍存在許多問題。其 中就包括安全隱患問題、拋投均勻性較差的問題以及智能化 程度較低的問題】14。圖3自動投餌機分類投餌機的安 全事故近年來頻繁發(fā)生，主要是由于投餌機機殼帶電，養(yǎng)殖 戶觸電落水身亡】14。投餌機長期處于水上作業(yè)，容易 受潮發(fā)生故障，工作環(huán)境不確定，經(jīng)常處于無遮蓋、條件惡 劣的戶外工作環(huán)境。許多

7、戶外的不確定因素，如雷擊、線路 老化、鼠類啃食等，都會導(dǎo)致投餌機故障和漏電。故障的投 餌機會運轉(zhuǎn)異常甚至停止運轉(zhuǎn)，部分養(yǎng)殖戶缺乏足夠的安全 意識與用電知識，容易造成觸電。而投餌機長期工作容易導(dǎo) 致線路老化從而漏電，養(yǎng)殖戶下水進行工作時也可能發(fā)生觸 電。投餌機造成的觸電事故屢見不鮮，除了要求養(yǎng)殖戶具備 足夠的安全意識和用電知識以外，還需要制造廠商進行足夠 的耐壓測試，保證投餌機的質(zhì)量與可靠性。從未來的投餌機 研究趨勢來看，應(yīng)以提高投餌機的安全性，保障養(yǎng)殖人員的 人身安全為前提。在2009年，我國漁業(yè)機器質(zhì)量監(jiān)督檢 驗中心修訂了投餌機行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，五家代表性投餌機制造企業(yè) 被選中進行了 “拋投均勻性”

8、實驗。通過匯總結(jié)果得知，機 械離心式投餌機的拋投均勻性普遍較差。究其原因是拋投盤 的安裝角度不合理。因此，投餌機生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)仔細校對拋投 盤起始角度，并進行“拋投均勻性”試驗，選定適宜拋投角 度，確保均勻性，實現(xiàn)飼料均勻分布14。目前的投餌 機僅可以做到定時定量投飼，卻不能理想控制投飼速度和拋 撒面積。養(yǎng)殖對象對飼料的需求量、長速以及飼料的轉(zhuǎn)化率 都是根據(jù)水溫、氧濃度、水流速度、光照強度和白晝長度的 改變而改變，同時也受飼料品質(zhì)與養(yǎng)殖對象的年齡、成熟度、 性別、激素水平等生理因素影響14。傳統(tǒng)投飼機的養(yǎng) 殖戶幾乎難以精確掌握最能滿足養(yǎng)殖對象需求的投飼水平。 因此，國內(nèi)諸多專家和企業(yè)正試圖實現(xiàn)投飼

9、系統(tǒng)的智能控 制。這類投飼系統(tǒng)大多以PLC為核心，例如胡昱和郭根喜 研發(fā)的基于PLC的深水網(wǎng)箱自動投餌系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過繼 電接觸器來控制各個設(shè)備的啟動停止、動態(tài)定時、定點以及 定量的投飼，實現(xiàn)精確投飼】15。趙思琪和丁為民研發(fā) 的基于模糊邏輯控制的魚塘養(yǎng)殖精準(zhǔn)投飼系統(tǒng)】16，該 系統(tǒng)通過水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)獲取水體水質(zhì)參數(shù)，再根據(jù)投飼決策 模型計算出投飼量，完成精確投飼作業(yè)。此類投餌裝置較為 智能化，具備較高精度，但設(shè)計復(fù)雜、價格高、適應(yīng)面窄， 對于我國不同地域以及不同種類養(yǎng)殖對象無法做到絕對適 配，缺少囊括不同水體水質(zhì)狀況與不同水產(chǎn)生物生長特征的 投喂數(shù)據(jù)庫，不能普及使用。較為簡單的自動投餌設(shè)備有洪

10、 揚、陳曉龍研發(fā)的蟹、蝦養(yǎng)殖池塘移動投飼裝置17， 該裝置可以實現(xiàn)自動行走投飼，具有投飼均勻、投飼范圍廣 等優(yōu)點。劉思、羅艷媚、俞國燕研發(fā)的軌道式自動投飼系統(tǒng) 具有操作簡便、投飼均勻、精確度高等優(yōu)點，可實現(xiàn)上料、 行走、投飼于一體的定點、定時、定量全自動化飼料投喂， 且運行狀態(tài)和歷史數(shù)據(jù)可實時查詢等功能18。此類投 餌裝置雖然實現(xiàn)了投喂的高精度與自動化，但在智能化程度 上有所欠缺，沒有線上的實時監(jiān)控以及數(shù)據(jù)反饋，不利于總 結(jié)最適合養(yǎng)殖對象的養(yǎng)殖投喂數(shù)據(jù)。2國外投餌機發(fā)展現(xiàn)狀國外的自動投餌機廣泛應(yīng)用于室內(nèi)工廠化養(yǎng)殖，如今已 發(fā)展成為室內(nèi)工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的大型自動投飼系統(tǒng)，其中 包括多單體集中控制

11、式自動投喂系統(tǒng)以及自動投飼機器人 系統(tǒng)3。自動投飼系統(tǒng)在挪威、德國、美國等發(fā)達國家 皆普遍適用于室內(nèi)工廠化養(yǎng)殖，在飼料傳運、儲存和投放等 多個環(huán)節(jié)都保證著相當(dāng)精確的數(shù)量控制】19，如圖4所 示。適用于陸基養(yǎng)殖工廠、大網(wǎng)箱、魚苗孵化場的自動投飼 系統(tǒng)被加拿大相關(guān)企業(yè)成功研發(fā)問世，此類系統(tǒng)針對部分養(yǎng) 殖對象開發(fā)出不同的投飼控制軟件3，實現(xiàn)高精度控制 與數(shù)據(jù)分析智能養(yǎng)殖。目前世界上深水網(wǎng)箱的自動投飼系統(tǒng) 中使用最多的模式之一為美國企業(yè)研制出的專為深水網(wǎng)箱 設(shè)計的具有高精確性、高可靠性、大容量的投喂管理系統(tǒng)。 芬蘭相關(guān)企業(yè)研發(fā)的機器人投飼系統(tǒng)則主要針對陸基養(yǎng)殖， 這套系統(tǒng)由小型漏斗形投飼單元組成，這些

12、投飼單元沿著養(yǎng) 殖池上方的軌道移動在各個養(yǎng)殖池之間。系統(tǒng)通過中心計算 機控制系統(tǒng)實現(xiàn)無人操作，池與池之間設(shè)置不同的投飼程序 4。日本機械制造企業(yè)研發(fā)的自動投飼系統(tǒng)施行小料倉 投喂模式，在各個深水網(wǎng)箱上方懸掛小型料倉，各料倉通過 計算機和控制面板控制投料，多個料倉也可以進行集中控 制，還可以通過手機來實現(xiàn)遠程操控5。挪威漁業(yè)裝備 企業(yè)研制的自動投飼系統(tǒng)由管理系統(tǒng)直接控制風(fēng)機與下料 器，實時調(diào)節(jié)出料量，同時控制在線監(jiān)測系統(tǒng)并接收在線系 統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)，主要包括各傳感器測量的pH、含氧量、溫 度等水質(zhì)參數(shù)6，其投喂系統(tǒng)如圖5所示。國外的自動 投飼系統(tǒng)已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)的單體自動飼料機，形成了高智能 化的自

13、動投飼養(yǎng)殖系統(tǒng)，適用于高標(biāo)準(zhǔn)的養(yǎng)殖對象，建立高 指標(biāo)的養(yǎng)殖要求，成本和技術(shù)需求較高，適用范圍較小。這 類投飼系統(tǒng)的關(guān)鍵在于其控制軟件的優(yōu)劣，而我國的大部分 養(yǎng)殖對象的價值較低，并不適用這類高端軟件的開發(fā)與使 用。因此，此類高智能化養(yǎng)殖系統(tǒng)的建立，需要擴大我國優(yōu) 質(zhì)水產(chǎn)品的養(yǎng)殖規(guī)模。3結(jié)論與展望我國目前的養(yǎng)殖模式和養(yǎng)殖環(huán)境決定了還不能應(yīng)用先 進的智能投飼系統(tǒng)。許多小型養(yǎng)殖戶在魚塘中還是只能使用 小型的電力自動投餌機。而在海洋牧場中，尤其是在遠離海 岸的養(yǎng)殖區(qū)，沒有電力供應(yīng)，養(yǎng)殖戶依然采用人工投喂，如 果遇到風(fēng)浪或陰雨天，投喂難度成倍增加，既威脅養(yǎng)殖戶人 身安全又影響投喂效果，降低了收益。對此，自

14、動投餌機在 未來的首要發(fā)展方向為具備一定可靠性的清潔能源投餌機， 輔以高精密度的智能投飼控制系統(tǒng)，實時監(jiān)控，并反饋魚類 生長狀況，自動定時定量投喂，做到真正的智能投飼、科學(xué) 養(yǎng)殖。而且在投飼系統(tǒng)的組成方面可采用模塊化設(shè)計，投餌 機機械本體模塊、中央控制裝置模塊、客戶端模塊等單獨設(shè) 計，單獨選購，通過模塊組裝做到適應(yīng)各種水體環(huán)境、適合 多種養(yǎng)殖對象、適用不同養(yǎng)殖群體的全類型智能投飼系統(tǒng)。參考文獻：吳強澤，袁永明.漁用投飼機產(chǎn)品現(xiàn)狀及發(fā)展趨 勢J江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43(10)：45 8-461.焦仁育.投餌機的研究與探討J.河南水產(chǎn)， 2010 (04):40-41.吳強澤.池塘養(yǎng)殖智能投飼

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